淺談電子組裝技術的發(fā)展

淺談電子組裝技術的發(fā)展

電子組裝技術是伴隨著電子器件封裝技術的發(fā)展而不斷前進的，有什么樣的器件封裝，就產生了什么樣的組裝技術，即電子元器件的封裝形式決定了生產的組裝工藝。

一、發(fā)展起源

電子管的問世，宣告了一個新興行業(yè)的誕生，它人類進入了全新的發(fā)展階段，電子技術的快速發(fā)展由此展開，世界從此進入了電子時代。開始，電子管在應用中安裝在電子管座上，而電子管座安裝在金屬底板上，組裝時采用分立引線進行器件和電子管座的連接，通過對各連接線的扎線和配線，保證整體走線整齊。其中，電子管的高電壓工作要求，使得我們對強電和信號的走線，以及生產中對人身安全等給予了更多關注和考慮。

1947年，美國貝爾實驗室發(fā)明了半導體點接觸式晶體管，從而開創(chuàng)了人類的硅文明時代，半導體器件的出現(xiàn)，低電壓工作的晶體管器件應用，不僅給人們帶來了生活方式的改變，也使人類進入了高科技發(fā)展的快行道。有引線、金屬殼封裝的晶體管，有引線小型化的無源器件，為我們將若干有關聯(lián)的電路集成到一塊板子上創(chuàng)造了基礎，于是單面印制板和平面布線技術應運而生，組裝工藝強調單塊印制板的手工焊接，由此大大縮小了電子產品的體積，隨著技術不斷發(fā)展，這一時期的后期，出現(xiàn)了半自動插裝技術和浸焊裝配工藝，與前期相比，生產效率提高了許多。

二、發(fā)展過程

70年代，隨著晶體管的小型塑封化，集成電路、厚薄膜混合電路的應用，電子器件出現(xiàn)了雙列直插式金屬、陶瓷、塑料封裝，DIP、SOIC塑料封裝，使得無源元件的體積進一步小型化，并形成了雙面印制板和初始發(fā)展的多層印制板，組裝技術也發(fā)展到采用全自動插裝和波峰焊技術，電路的引線連接則更簡單化。

80年代以來，隨著微電子技術的不斷發(fā)展，以及大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使得集成電路的集成度越來越高，電路設計采用了計算機輔助分析的設計技術。此時器件的封裝形式也隨著電子技術發(fā)展，在不同時期，由不同封裝形式分別占領主流地位，如80年代由于微處理器和存儲器的大規(guī)模IC器件的問世，滿足高速和高密度要求的周邊引線、短引腳的塑料表貼封裝占據了主導地位；而90年代由于超大規(guī)模和芯片系統(tǒng)IC的發(fā)展，推動了周邊引腳向面陣列引腳和球柵陣列密集封裝發(fā)展，并促使其成為主流。無源器件發(fā)展到表面貼裝元件（SMC），并繼續(xù)向微型化發(fā)展，IC器件的封裝有了表面貼裝器件（SMD），在這一時期SMD有了很大的發(fā)展，產生了球柵陣列封裝BGA、芯片尺寸封裝CSP、高密度高性能低成本FlipChip、多芯片組件MCM等封裝形式，組裝技術為SMT表面貼裝技術和回流焊、波峰焊，并繼續(xù)向窄間距和超窄間距SMT發(fā)展。所有這些都促使封裝技術更先進，芯片面積與封裝面積之比越來越趨近于1，適用頻率更高，耐溫性能更好，引腳數增多，引腳間距減小，可靠性提高，使用更加方便。目前正處于該技術的普及和應用時期。

隨著微電子技術的繼續(xù)發(fā)展，器件的速度和延遲時間等性能對器件之間的互連提出了更高的要求，由于互連信號延遲、串擾噪聲、電感電容耦合以及電磁輻射等影響越來越大，由高密度封裝的IC和其他電路元件構成的功能電路已不能滿足高性能的要求。目前，電子元器件日益向片式化、微小化、復合化、模塊化和基板的內置化方向發(fā)展，IC的封裝由單一芯片的QFP、BGA向CSP、晶園級（WLP）和系統(tǒng)級封裝（SIP）發(fā)展，無源器件由表面單個器件的貼裝發(fā)展到由相同的若干個無源元件集成（IPD），實現(xiàn)封裝由2D的平面設計到3D的立體空間設計的飛躍，從而使得器件封裝體積更小型化，產品PCB設計更簡單化，實現(xiàn)更高速度、更高密度和更低成本的要求，所有這些我們都拭目以待。

三、發(fā)展意義

伴隨著器件封裝技術的不斷發(fā)展，我們的電子組裝技術也在日新月異地更新，這種不斷變革的發(fā)展不僅僅提高了電子產品的性能和功能，實現(xiàn)產品薄小輕便，而且通過減少應用中焊接的元器件數量，大大提高了電子產品的可靠性和降低了生產中的組裝成本。當然，新的技術需要一系列新材料、新技術、新工藝和新設備，如新的組裝工藝和相應的生產設備，檢測工藝與設備，返修工藝與設備，布線CAD/模擬程序等等。面對新一代的組裝技術正在向我們走來，你準備好了嗎？